JPH10290589A - 電気機械変換素子を使用した駆動装置 - Google Patents
電気機械変換素子を使用した駆動装置Info
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- JPH10290589A JPH10290589A JP9110121A JP11012197A JPH10290589A JP H10290589 A JPH10290589 A JP H10290589A JP 9110121 A JP9110121 A JP 9110121A JP 11012197 A JP11012197 A JP 11012197A JP H10290589 A JPH10290589 A JP H10290589A
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- electromechanical transducer
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- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 46
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/021—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using intermittent driving, e.g. step motors, piezoleg motors
- H02N2/025—Inertial sliding motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/06—Drive circuits; Control arrangements or methods
- H02N2/062—Small signal circuits; Means for controlling position or derived quantities, e.g. for removing hysteresis
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 環境温度など環境状態の変化による駆動系の
変位によつて生ずる移動部材の位置のずれを補正した電
気機械変換素子を使用した駆動装置を提供する。 【解決手段】 電気機械変換素子を使用した駆動装置に
おいて、駆動制御部のCPU31は粗動回路34及び微
動回路35を作動させて圧電素子14に駆動信号を与
え、伸縮変位を発生させて駆動軸を往復変位させ、駆動
軸に摩擦結合したスライダブロツクを移動させる。環境
温度の変化による熱膨張で発生するスライダブロツクの
位置のずれ量をROM33に格納しておく。温度センサ
28により検出された温度から温度変化を算出、ROM
33から温度変化に対応したずれ量を求め、微動回路3
5を作動させてずれ量を補正する方向に圧電素子14を
駆動し、スライダブロツクの位置を補正する。
変位によつて生ずる移動部材の位置のずれを補正した電
気機械変換素子を使用した駆動装置を提供する。 【解決手段】 電気機械変換素子を使用した駆動装置に
おいて、駆動制御部のCPU31は粗動回路34及び微
動回路35を作動させて圧電素子14に駆動信号を与
え、伸縮変位を発生させて駆動軸を往復変位させ、駆動
軸に摩擦結合したスライダブロツクを移動させる。環境
温度の変化による熱膨張で発生するスライダブロツクの
位置のずれ量をROM33に格納しておく。温度センサ
28により検出された温度から温度変化を算出、ROM
33から温度変化に対応したずれ量を求め、微動回路3
5を作動させてずれ量を補正する方向に圧電素子14を
駆動し、スライダブロツクの位置を補正する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電気機械変換素
子を使用した駆動装置に関し、特に精密測定用XY移動
ステ−ジ、カメラの撮影レンズ、オ−バ−ヘツドプロジ
エクタの投影レンズ、双眼鏡のレンズなどの駆動に適し
た電気機械変換素子を使用した駆動装置に関する。
子を使用した駆動装置に関し、特に精密測定用XY移動
ステ−ジ、カメラの撮影レンズ、オ−バ−ヘツドプロジ
エクタの投影レンズ、双眼鏡のレンズなどの駆動に適し
た電気機械変換素子を使用した駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】圧電素子に対し、緩やかな立ち上がり部
とこれに続く急速な立ち下がり部からなる波形の駆動パ
ルスを印加すると、駆動パルスの緩やかな立ち上がり部
では圧電素子が緩やかに厚み方向の伸び変位を生じ、急
速な立ち下がり部では急速に縮み変位を生じる。そこ
で、この特性を利用し、圧電素子に対して上記したよう
な波形の駆動パルスを印加して異なる速度で充放電を繰
り返し、圧電素子に速度の異なる厚み方向の振動を発生
させて圧電素子に固着された駆動部材を異なる速度で往
復動させ、駆動部材に摩擦結合した移動部材を所定方向
に移動させる駆動装置が知られている(一例として、特
開平6−123830号公報参照)。
とこれに続く急速な立ち下がり部からなる波形の駆動パ
ルスを印加すると、駆動パルスの緩やかな立ち上がり部
では圧電素子が緩やかに厚み方向の伸び変位を生じ、急
速な立ち下がり部では急速に縮み変位を生じる。そこ
で、この特性を利用し、圧電素子に対して上記したよう
な波形の駆動パルスを印加して異なる速度で充放電を繰
り返し、圧電素子に速度の異なる厚み方向の振動を発生
させて圧電素子に固着された駆動部材を異なる速度で往
復動させ、駆動部材に摩擦結合した移動部材を所定方向
に移動させる駆動装置が知られている(一例として、特
開平6−123830号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した圧電素子を使
用した駆動装置では、移動部材の位置決め終了後に温度
や湿度などの環境状態が変化すると、駆動系に変形が生
じて移動部材が設定位置からずれ、位置の誤差が生ず
る。例えば被検査対象物が環境温度に応じてどのような
変化をするかを調べるような場合には、顕微鏡の試料台
を密閉空間に配置し、密閉空間の温度、即ち環境温度を
変化させて検査することが行なわれるが、この場合、試
料台移動装置に圧電素子を使用した駆動装置を使用した
場合は、環境温度の変化により生じた駆動系の熱変形に
より試料台が移動して顕微鏡の視野内の被検査対象物の
位置がずれ、被検査対象物の時間的な変化を観察する場
合などに不都合が生じる。この発明は、上記した課題、
即ち、環境状態の変化による移動部材の位置のずれを補
正することができる電気機械変換素子を使用した駆動装
置の提供を目的とする。
用した駆動装置では、移動部材の位置決め終了後に温度
や湿度などの環境状態が変化すると、駆動系に変形が生
じて移動部材が設定位置からずれ、位置の誤差が生ず
る。例えば被検査対象物が環境温度に応じてどのような
変化をするかを調べるような場合には、顕微鏡の試料台
を密閉空間に配置し、密閉空間の温度、即ち環境温度を
変化させて検査することが行なわれるが、この場合、試
料台移動装置に圧電素子を使用した駆動装置を使用した
場合は、環境温度の変化により生じた駆動系の熱変形に
より試料台が移動して顕微鏡の視野内の被検査対象物の
位置がずれ、被検査対象物の時間的な変化を観察する場
合などに不都合が生じる。この発明は、上記した課題、
即ち、環境状態の変化による移動部材の位置のずれを補
正することができる電気機械変換素子を使用した駆動装
置の提供を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、請求項1の発明は、電気機械変換素子
と、前記電気機械変換素子に固着結合され該電気機械変
換素子と共に変位する駆動部材と、前記駆動部材に摩擦
結合した移動部材と、前記電気機械変換素子に伸縮変位
を与える駆動信号発生手段と、駆動制御手段を備え、前
記駆動信号発生手段により電気機械変換素子に伸縮変位
を発生させることにより駆動部材を駆動し、該駆動部材
に摩擦結合した移動部材を所定方向に移動させる電気機
械変換素子を使用した駆動装置において、環境状態を測
定する状態センサと、状態の変化に基づく変位により発
生する駆動系の位置のずれの補正量を格納した補正量記
憶手段を備え、前記駆動制御手段は、前記状態センサで
検出された環境状態の変化量に基づいて前記補正量記憶
手段に格納されている補正量を求め、該補正量に応じて
駆動信号発生手段を制御して移動部材の環境状態の変化
に基づく位置の誤差を補正することを特徴とする。
決するもので、請求項1の発明は、電気機械変換素子
と、前記電気機械変換素子に固着結合され該電気機械変
換素子と共に変位する駆動部材と、前記駆動部材に摩擦
結合した移動部材と、前記電気機械変換素子に伸縮変位
を与える駆動信号発生手段と、駆動制御手段を備え、前
記駆動信号発生手段により電気機械変換素子に伸縮変位
を発生させることにより駆動部材を駆動し、該駆動部材
に摩擦結合した移動部材を所定方向に移動させる電気機
械変換素子を使用した駆動装置において、環境状態を測
定する状態センサと、状態の変化に基づく変位により発
生する駆動系の位置のずれの補正量を格納した補正量記
憶手段を備え、前記駆動制御手段は、前記状態センサで
検出された環境状態の変化量に基づいて前記補正量記憶
手段に格納されている補正量を求め、該補正量に応じて
駆動信号発生手段を制御して移動部材の環境状態の変化
に基づく位置の誤差を補正することを特徴とする。
【0005】そして、前記駆動信号発生手段は、駆動パ
ルスを出力する粗動回路と所定の直流電圧を出力する微
動回路とから構成される。
ルスを出力する粗動回路と所定の直流電圧を出力する微
動回路とから構成される。
【0006】また、前記微動回路は正方向に所定のバイ
アスが付与された直流電圧を出力する微動回路とすると
よい。
アスが付与された直流電圧を出力する微動回路とすると
よい。
【0007】さらに、前記環境状態は環境温度であり、
環境状態を測定する状態センサは温度センサの場合があ
る。
環境状態を測定する状態センサは温度センサの場合があ
る。
【0008】請求項5の発明は、電気機械変換素子と、
前記電気機械変換素子に固着結合され該電気機械変換素
子と共に変位する駆動部材と、前記駆動部材に摩擦結合
した移動部材と、前記電気機械変換素子に伸縮変位を与
える駆動信号発生手段と、駆動制御手段とを備え、前記
駆動信号発生手段により電気機械変換素子に伸縮変位を
発生させることにより駆動部材を駆動し、該駆動部材に
摩擦結合した移動部材を所定方向に移動させる電気機械
変換素子を使用した駆動装置において、環境状態を測定
する状態センサと、移動部材の位置を検出する位置検出
センサと、状態の変化に基づく駆動系の変位により発生
する移動部材の位置のずれを駆動部材上の移動部材の位
置に応じて設定した複数種類の補正量を格納した補正量
記憶手段を備え、前記駆動制御手段は、前記状態センサ
で検出された環境状態の変化量と、駆動部材上の移動部
材の位置に基づいて、前記補正量記憶手段に格納されて
いる補正量を求め、該補正量に応じて駆動信号発生手段
を制御して移動部材の環境状態の変化に基づく位置の誤
差を補正することを特徴とする。
前記電気機械変換素子に固着結合され該電気機械変換素
子と共に変位する駆動部材と、前記駆動部材に摩擦結合
した移動部材と、前記電気機械変換素子に伸縮変位を与
える駆動信号発生手段と、駆動制御手段とを備え、前記
駆動信号発生手段により電気機械変換素子に伸縮変位を
発生させることにより駆動部材を駆動し、該駆動部材に
摩擦結合した移動部材を所定方向に移動させる電気機械
変換素子を使用した駆動装置において、環境状態を測定
する状態センサと、移動部材の位置を検出する位置検出
センサと、状態の変化に基づく駆動系の変位により発生
する移動部材の位置のずれを駆動部材上の移動部材の位
置に応じて設定した複数種類の補正量を格納した補正量
記憶手段を備え、前記駆動制御手段は、前記状態センサ
で検出された環境状態の変化量と、駆動部材上の移動部
材の位置に基づいて、前記補正量記憶手段に格納されて
いる補正量を求め、該補正量に応じて駆動信号発生手段
を制御して移動部材の環境状態の変化に基づく位置の誤
差を補正することを特徴とする。
【0009】そして前記駆動信号発生手段は、駆動パル
スを出力する粗動回路と所定の直流電圧を出力する微動
回路とから構成される。
スを出力する粗動回路と所定の直流電圧を出力する微動
回路とから構成される。
【0010】また、前記微動回路は正方向に所定のバイ
アスが付与された直流電圧を出力する微動回路とすると
よい。
アスが付与された直流電圧を出力する微動回路とすると
よい。
【0011】さらに、前記環境状態は環境温度であり、
環境状態を測定する状態センサは温度センサの場合があ
る。
環境状態を測定する状態センサは温度センサの場合があ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。以下説明する第1の実施の形態は、この
発明の駆動装置を電子顕微鏡の試料台に適用した例であ
り、制御される環境状態は環境温度である。
いて説明する。以下説明する第1の実施の形態は、この
発明の駆動装置を電子顕微鏡の試料台に適用した例であ
り、制御される環境状態は環境温度である。
【0013】電子顕微鏡の試料台は密閉容器の内部に配
置され、密閉容器の外部に配置した電気機械変換素子を
使用した駆動装置によりその位置を動かすことが出来
る。密閉容器はその内部の環境温度を自由に設定するこ
とができるように構成されているが、環境温度の変化に
よる駆動装置の熱膨張により試料台の位置が変化して
も、位置の変動を補正するように構成されている。
置され、密閉容器の外部に配置した電気機械変換素子を
使用した駆動装置によりその位置を動かすことが出来
る。密閉容器はその内部の環境温度を自由に設定するこ
とができるように構成されているが、環境温度の変化に
よる駆動装置の熱膨張により試料台の位置が変化して
も、位置の変動を補正するように構成されている。
【0014】図1は電子顕微鏡の試料台の駆動装置の構
成を示す第1の例の断面図で、図1において、フレ−ム
11の上に箱体12が配置され、フレ−ム11と箱体1
2とは部分12aにおいて接着その他適当な手段で密に
結合され、密閉容器Aが形成されている。密閉容器Aの
内部には、容器内部の温度、即ち環境温度を測定する温
度センサ28が配置されている。その位置は容器内部の
温度変化を検知するに最も都合の良い位置に設定する。
成を示す第1の例の断面図で、図1において、フレ−ム
11の上に箱体12が配置され、フレ−ム11と箱体1
2とは部分12aにおいて接着その他適当な手段で密に
結合され、密閉容器Aが形成されている。密閉容器Aの
内部には、容器内部の温度、即ち環境温度を測定する温
度センサ28が配置されている。その位置は容器内部の
温度変化を検知するに最も都合の良い位置に設定する。
【0015】フレ−ム11上には支持部材13が形成さ
れ、支持部材13の側面に圧電素子14の一方の端部が
接着固定されている。15は駆動軸で、箱体12の薄肉
部17を貫通し、その一端は圧電素子14の端部の接着
固定され、他端は箱体12の内部に設けられた軸受部1
6に嵌合して支持されている。
れ、支持部材13の側面に圧電素子14の一方の端部が
接着固定されている。15は駆動軸で、箱体12の薄肉
部17を貫通し、その一端は圧電素子14の端部の接着
固定され、他端は箱体12の内部に設けられた軸受部1
6に嵌合して支持されている。
【0016】軸受部16は駆動軸15の軸方向の変位を
許容するように構成されており、また、箱体12の駆動
軸15が貫通する薄肉部17は、駆動軸15の貫通部を
中心とする弾性変形可能な円形の薄肉部であつて、駆動
軸15と薄肉部17とは気密を保つように接着剤により
接着固定17aされている。
許容するように構成されており、また、箱体12の駆動
軸15が貫通する薄肉部17は、駆動軸15の貫通部を
中心とする弾性変形可能な円形の薄肉部であつて、駆動
軸15と薄肉部17とは気密を保つように接着剤により
接着固定17aされている。
【0017】この構成により、圧電素子14が駆動され
て厚み方向の変位が生じたとき、駆動軸15の軸方向の
変位は許容されると共に、密閉容器Aは気密を保持する
ことができる。
て厚み方向の変位が生じたとき、駆動軸15の軸方向の
変位は許容されると共に、密閉容器Aは気密を保持する
ことができる。
【0018】スライダブロツク18には横方向に駆動軸
15が貫通し、駆動軸15が貫通している下部には開口
部18aが形成され、駆動軸15の下半分が露出してい
る。また、この開口部18aには駆動軸15の下半分に
当接するパツド19が嵌挿され、パツド19には、その
下部に突起19aが設けられており、パツド19の突起
19aが板ばね20により押し上げられ、パツド19に
は駆動軸15に当接する上向きの付勢力Fが与えられて
いる。なお、20aは板ばね20をスライダブロツク1
8に固定するねじで、ねじ20aの締め付け量を調整す
ることで、付勢力Fを調整することができる。
15が貫通し、駆動軸15が貫通している下部には開口
部18aが形成され、駆動軸15の下半分が露出してい
る。また、この開口部18aには駆動軸15の下半分に
当接するパツド19が嵌挿され、パツド19には、その
下部に突起19aが設けられており、パツド19の突起
19aが板ばね20により押し上げられ、パツド19に
は駆動軸15に当接する上向きの付勢力Fが与えられて
いる。なお、20aは板ばね20をスライダブロツク1
8に固定するねじで、ねじ20aの締め付け量を調整す
ることで、付勢力Fを調整することができる。
【0019】この構成により、パツド19を含むスライ
ダブロツク18と駆動軸15とは板ばね20の付勢力F
により圧接され、適当な摩擦力で摩擦結合している。図
2はパツド19を含むスライダブロツク18と駆動軸1
5との摩擦結合部分の構成を示す断面図である。
ダブロツク18と駆動軸15とは板ばね20の付勢力F
により圧接され、適当な摩擦力で摩擦結合している。図
2はパツド19を含むスライダブロツク18と駆動軸1
5との摩擦結合部分の構成を示す断面図である。
【0020】21は電子顕微鏡、22は電子顕微鏡の試
料台、23は被検査対象物を示す。試料台22はスライ
ダブロツク18の上にねじ等の適当な固定手段で固定さ
れている。また、25は圧電素子14を駆動する駆動制
御部、26はエアコンデショナ−で、密閉容器A内部の
空気の温度その他の環境条件を所望の値に設定したり変
化させることができる図示しない構成を備えている。
料台、23は被検査対象物を示す。試料台22はスライ
ダブロツク18の上にねじ等の適当な固定手段で固定さ
れている。また、25は圧電素子14を駆動する駆動制
御部、26はエアコンデショナ−で、密閉容器A内部の
空気の温度その他の環境条件を所望の値に設定したり変
化させることができる図示しない構成を備えている。
【0021】図3は、駆動制御部25の回路構成を示す
ブロツク回路図である。駆動制御部25は、CPU31
と、その入力ポ−トに接続された温度センサ28、後述
する位置調整デ−タを格納したROM32、後述する温
度補正デ−タを格納したROM33、出力ポ−トに接続
された粗動回路34、微動回路35、及びスイツチング
素子SW1、SW2、SW3を備えたスイツチング回路
36から構成される。
ブロツク回路図である。駆動制御部25は、CPU31
と、その入力ポ−トに接続された温度センサ28、後述
する位置調整デ−タを格納したROM32、後述する温
度補正デ−タを格納したROM33、出力ポ−トに接続
された粗動回路34、微動回路35、及びスイツチング
素子SW1、SW2、SW3を備えたスイツチング回路
36から構成される。
【0022】圧電素子14は1乃至複数の単位変換素子
を積層して構成したブロツクを複数個積層して構成され
ている。この実施例では第1ブロツク14aは単位変換
素子数1、第2ブロツク14bは単位変換素子数2、第
3ブロツク14cは単位変換素子数4から構成される
が、それぞれの変換素子の数やブロツクの数はこれに限
らず任意に決定することができる。
を積層して構成したブロツクを複数個積層して構成され
ている。この実施例では第1ブロツク14aは単位変換
素子数1、第2ブロツク14bは単位変換素子数2、第
3ブロツク14cは単位変換素子数4から構成される
が、それぞれの変換素子の数やブロツクの数はこれに限
らず任意に決定することができる。
【0023】第1ブロツク14aはスイツチング素子S
W1を経て、第2ブロツク14bはスイツチング素子S
W2を経て、第3ブロツク14cはスイツチング素子S
W3を経て、それぞれ粗動回路34及び微動回路35に
接続されている。なお、上記したスイツチング素子SW
1、SW2、SW3はCPU31で制御される半導体ス
イツチング素子で構成される。
W1を経て、第2ブロツク14bはスイツチング素子S
W2を経て、第3ブロツク14cはスイツチング素子S
W3を経て、それぞれ粗動回路34及び微動回路35に
接続されている。なお、上記したスイツチング素子SW
1、SW2、SW3はCPU31で制御される半導体ス
イツチング素子で構成される。
【0024】次に、その動作を説明する。まず、粗動回
路34による高速駆動について説明する。
路34による高速駆動について説明する。
【0025】高速駆動の場合は、圧電素子に所定周波数
の駆動パルスを印加して駆動する。圧電素子14に緩や
かな立上り部分と急速な立下り部分を持つ鋸歯状波形の
駆動パルスを印加すると、駆動パルスの緩やかな立上り
部分では、圧電素子14が緩やかに厚み方向に伸び変位
し、圧電素子14に結合する駆動軸15も正方向(矢印
a方向)に緩やかに変位する。このとき、駆動軸15に
摩擦結合したスライダブロツク18及びスライダブロツ
ク18に固定された試料台22は摩擦結合力により駆動
軸15と共に正方向に移動する。
の駆動パルスを印加して駆動する。圧電素子14に緩や
かな立上り部分と急速な立下り部分を持つ鋸歯状波形の
駆動パルスを印加すると、駆動パルスの緩やかな立上り
部分では、圧電素子14が緩やかに厚み方向に伸び変位
し、圧電素子14に結合する駆動軸15も正方向(矢印
a方向)に緩やかに変位する。このとき、駆動軸15に
摩擦結合したスライダブロツク18及びスライダブロツ
ク18に固定された試料台22は摩擦結合力により駆動
軸15と共に正方向に移動する。
【0026】駆動パルスの急速な立下り部分では、圧電
素子14が急速に厚み方向に縮み変位し、圧電素子14
に結合する駆動軸15も負方向(矢印aと反対方向)に
急速に変位する。このとき、駆動軸15に摩擦結合した
スライダブロツク18及びスライダブロツク18に固定
された試料台22は、慣性力により摩擦結合力に打ち勝
つて実質的にその位置に留まり、移動しない。圧電素子
14に前記駆動パルスを連続的に印加することにより、
スライダブロツク18及びこれに固定された試料台22
を連続的に正方向に移動させることができる。
素子14が急速に厚み方向に縮み変位し、圧電素子14
に結合する駆動軸15も負方向(矢印aと反対方向)に
急速に変位する。このとき、駆動軸15に摩擦結合した
スライダブロツク18及びスライダブロツク18に固定
された試料台22は、慣性力により摩擦結合力に打ち勝
つて実質的にその位置に留まり、移動しない。圧電素子
14に前記駆動パルスを連続的に印加することにより、
スライダブロツク18及びこれに固定された試料台22
を連続的に正方向に移動させることができる。
【0027】なお、ここでいう実質的とは、正方向と、
これと反対方向のいずれにおいてもスライダブロツク1
8と駆動軸15との間の摩擦結合面に滑りを生じつつ追
動し、駆動時間の差によつて全体として矢印a方向に移
動するものも含まれる。
これと反対方向のいずれにおいてもスライダブロツク1
8と駆動軸15との間の摩擦結合面に滑りを生じつつ追
動し、駆動時間の差によつて全体として矢印a方向に移
動するものも含まれる。
【0028】スライダブロツク18及びこれに固定され
た試料台22を負方向(矢印aと反対方向)に移動させ
るには、圧電素子14に印加する鋸歯状波形の駆動パル
スの波形を変え、急速な立上り部分と緩やかな立下り部
分からなる駆動パルスを印加すれば達成することができ
る。
た試料台22を負方向(矢印aと反対方向)に移動させ
るには、圧電素子14に印加する鋸歯状波形の駆動パル
スの波形を変え、急速な立上り部分と緩やかな立下り部
分からなる駆動パルスを印加すれば達成することができ
る。
【0029】スライダブロツク18及びこれに固定され
た試料台22の移動速度は、駆動パルスの周波数が駆動
装置の共振周波数よりも十分に低ければ(実験では駆動
パルスの周波数が駆動装置の共振周波数の1/2以
下)、圧電素子の伸び量と駆動パルスの周波数の積とな
る。
た試料台22の移動速度は、駆動パルスの周波数が駆動
装置の共振周波数よりも十分に低ければ(実験では駆動
パルスの周波数が駆動装置の共振周波数の1/2以
下)、圧電素子の伸び量と駆動パルスの周波数の積とな
る。
【0030】高速駆動の場合は、所望の駆動速度に適し
た圧電素子の素子数になるようにスイツチング素子SW
1乃至SW3を適宜選択して第1ブロツク14a乃至第
3ブロツク14cを粗動回路34に接続する。圧電素子
14に印加する駆動パルス電圧が同じであれば、圧電素
子14を構成する素子数が多いほど伸び量が大きくなる
から、速い駆動速度を設定するには素子数を多くすれば
よい。
た圧電素子の素子数になるようにスイツチング素子SW
1乃至SW3を適宜選択して第1ブロツク14a乃至第
3ブロツク14cを粗動回路34に接続する。圧電素子
14に印加する駆動パルス電圧が同じであれば、圧電素
子14を構成する素子数が多いほど伸び量が大きくなる
から、速い駆動速度を設定するには素子数を多くすれば
よい。
【0031】但し、素子数が多くなると圧電素子を含む
駆動装置の共振周波数が低下するため駆動時に発生する
振動音が可聴周波数範囲に入り、人間の耳に不快感を与
えるばかりでなく共振周波数の低下により駆動速度が低
下し、超音波領域で駆動できない場合があるから、この
点で圧電素子の構成素子数には制限がある。
駆動装置の共振周波数が低下するため駆動時に発生する
振動音が可聴周波数範囲に入り、人間の耳に不快感を与
えるばかりでなく共振周波数の低下により駆動速度が低
下し、超音波領域で駆動できない場合があるから、この
点で圧電素子の構成素子数には制限がある。
【0032】次に、微動回路35による低速駆動につい
て説明する。低速駆動は圧電素子に直流電圧を印加して
伸び変位或いは縮み変位を発生させ、微小距離だけ移動
させる駆動である。圧電素子の伸び量/縮み量は、圧電
素子の積層数と印加した直流電圧により決まるから、印
加する直流電圧を一定として、圧電素子の積層数と移動
距離の関係を予め測定した位置調整デ−タをROM32
に格納しておく。これにより、所望の移動距離に対応し
た積層数を簡単に求めることができる。
て説明する。低速駆動は圧電素子に直流電圧を印加して
伸び変位或いは縮み変位を発生させ、微小距離だけ移動
させる駆動である。圧電素子の伸び量/縮み量は、圧電
素子の積層数と印加した直流電圧により決まるから、印
加する直流電圧を一定として、圧電素子の積層数と移動
距離の関係を予め測定した位置調整デ−タをROM32
に格納しておく。これにより、所望の移動距離に対応し
た積層数を簡単に求めることができる。
【0033】低速駆動では、後述するように所望の移動
距離が決まると、前記したROM32に格納された位置
調整デ−タを参照して積層数を決定し、スイツチング素
子SW1乃至SW3を適宜選択して第1ブロツク14a
乃至第3ブロツク14cを微動回路35に接続するよう
にする。
距離が決まると、前記したROM32に格納された位置
調整デ−タを参照して積層数を決定し、スイツチング素
子SW1乃至SW3を適宜選択して第1ブロツク14a
乃至第3ブロツク14cを微動回路35に接続するよう
にする。
【0034】微動回路35による低速駆動では圧電素子
に直流電圧を印加して伸び変位或いは縮み変位を発生さ
せているが、印加電圧と圧電素子に発生する変位の関係
は、圧電素子の特性から図4に示すようになり、負(マ
イナス)の電圧に対しては十分な縮み変位を得ることが
できない。そこで、図4の点pまで正(プラス)の直流
電圧を印加してバイアスを与え、圧電素子の伸び変位及
び縮み変位の両方向に等しい変位が得られる位置調整範
囲を設定するとよい。
に直流電圧を印加して伸び変位或いは縮み変位を発生さ
せているが、印加電圧と圧電素子に発生する変位の関係
は、圧電素子の特性から図4に示すようになり、負(マ
イナス)の電圧に対しては十分な縮み変位を得ることが
できない。そこで、図4の点pまで正(プラス)の直流
電圧を印加してバイアスを与え、圧電素子の伸び変位及
び縮み変位の両方向に等しい変位が得られる位置調整範
囲を設定するとよい。
【0035】次に、粗動回路及び微動回路による電子顕
微鏡の試料台の移動を説明する。まず、電子顕微鏡の試
料台22の上に被検査対象物23を乗せる。所望の移動
速度に応じてスイツチング素子SW1乃至SW3を適宜
選択して、圧電素子の第1ブロツク14a乃至第3ブロ
ツク14cのいずれか1つ、2つ又は全部を粗動回路3
4に接続して粗動回路を作動させ、スライダブロツク1
8及びこれに固定された試料台22を視野の下に移動さ
せる。この段階では試料台を精密に所定位置に設定する
ものではない。位置の微調整は以下説明する微動回路に
よる。
微鏡の試料台の移動を説明する。まず、電子顕微鏡の試
料台22の上に被検査対象物23を乗せる。所望の移動
速度に応じてスイツチング素子SW1乃至SW3を適宜
選択して、圧電素子の第1ブロツク14a乃至第3ブロ
ツク14cのいずれか1つ、2つ又は全部を粗動回路3
4に接続して粗動回路を作動させ、スライダブロツク1
8及びこれに固定された試料台22を視野の下に移動さ
せる。この段階では試料台を精密に所定位置に設定する
ものではない。位置の微調整は以下説明する微動回路に
よる。
【0036】次に試料台22の位置の微調整のための移
動距離を、図示しない手段、例えば視野内に設けられた
目盛りなどで決定し、ROM32に格納された位置調整
デ−タを参照して移動距離に応じた圧電素子の積層数を
決定し、スイツチング素子SW1乃至SW3を適宜選択
して、圧電素子の第1ブロツク14a乃至第3ブロツク
14cのいずれか1つ、2つ又は全部を微動回路35に
接続して作動させ、スライダブロツク18及びこれに固
定された試料台22を移動させる。以上の処理で、試料
台22を所望の位置に設定することができる。
動距離を、図示しない手段、例えば視野内に設けられた
目盛りなどで決定し、ROM32に格納された位置調整
デ−タを参照して移動距離に応じた圧電素子の積層数を
決定し、スイツチング素子SW1乃至SW3を適宜選択
して、圧電素子の第1ブロツク14a乃至第3ブロツク
14cのいずれか1つ、2つ又は全部を微動回路35に
接続して作動させ、スライダブロツク18及びこれに固
定された試料台22を移動させる。以上の処理で、試料
台22を所望の位置に設定することができる。
【0037】次に、温度の変化による電子顕微鏡の試料
台の位置ずれに対する補正について説明する。駆動装置
は温度の変化に基づいて熱膨張するから、スライダブロ
ツクの位置がずれる。その変位量(ずれの大きさ)は、
例えば、図5に示すように温度に対して比例する関係に
ある。そこで、予め実験により温度の変化に対するスラ
イダブロツクの変位量を測定し、温度補正デ−タとして
ROM33に格納しておくものとする。
台の位置ずれに対する補正について説明する。駆動装置
は温度の変化に基づいて熱膨張するから、スライダブロ
ツクの位置がずれる。その変位量(ずれの大きさ)は、
例えば、図5に示すように温度に対して比例する関係に
ある。そこで、予め実験により温度の変化に対するスラ
イダブロツクの変位量を測定し、温度補正デ−タとして
ROM33に格納しておくものとする。
【0038】密閉容器A内部の環境温度は常時温度セン
サ28により測定され、駆動制御部のCPU31に入力
される。CPU31はスライダブロツク18及びこれに
固定された試料台22が電子顕微鏡の視野内の所定位置
に設定された当初の環境温度からの温度変化量を算出
し、ROM33に格納された温度補正デ−タを参照して
その温度変化量に対応するスライダブロツクの変位量を
算出する。
サ28により測定され、駆動制御部のCPU31に入力
される。CPU31はスライダブロツク18及びこれに
固定された試料台22が電子顕微鏡の視野内の所定位置
に設定された当初の環境温度からの温度変化量を算出
し、ROM33に格納された温度補正デ−タを参照して
その温度変化量に対応するスライダブロツクの変位量を
算出する。
【0039】算出された変位量は温度変化に基づく位置
の補正をするための移動距離であるから、ROM32に
格納された位置調整デ−タを参照して移動距離に応じた
圧電素子の積層数を決定し、スイツチング素子SW1乃
至SW3を適宜選択して、圧電素子の第1ブロツク14
a乃至第3ブロツク14cのいずれか1つ、2つ又は全
部を微動回路35に接続して作動させ、環境温度の変化
によるライダブロツク18の位置の変化を補正する方向
にスライダブロツクを移動させる。これにより、環境温
度の変化によつてもスライダブロツクの変位は補正さ
れ、電子顕微鏡の試料台22を所定の位置に維持するこ
とができる。
の補正をするための移動距離であるから、ROM32に
格納された位置調整デ−タを参照して移動距離に応じた
圧電素子の積層数を決定し、スイツチング素子SW1乃
至SW3を適宜選択して、圧電素子の第1ブロツク14
a乃至第3ブロツク14cのいずれか1つ、2つ又は全
部を微動回路35に接続して作動させ、環境温度の変化
によるライダブロツク18の位置の変化を補正する方向
にスライダブロツクを移動させる。これにより、環境温
度の変化によつてもスライダブロツクの変位は補正さ
れ、電子顕微鏡の試料台22を所定の位置に維持するこ
とができる。
【0040】図6は、粗動回路34及び微動回路35の
一例を示すブロツク回路図で、粗動回路34及び微動回
路35は同一の回路構成である。粗動回路(微動回路)
は公知の定電流回路41、42と駆動制御部のCPU3
1(図3参照)で制御される半導体スイツチング素子S
Wa、SWb、SWc、SWdから構成される。
一例を示すブロツク回路図で、粗動回路34及び微動回
路35は同一の回路構成である。粗動回路(微動回路)
は公知の定電流回路41、42と駆動制御部のCPU3
1(図3参照)で制御される半導体スイツチング素子S
Wa、SWb、SWc、SWdから構成される。
【0041】高速駆動のための粗動回路としての動作を
説明する。圧電素子14に緩やかな立上り部と急速な立
下り部を持つ駆動パルスを供給するときは、CPU31
の制御によりSWaとSWdをOFF状態に維持する。
この状態でSWcをON、SWbをOFFにすると、圧
電素子14には電源Vから一定電流がSWc、定電流回
路41を経て流れて緩やかに充電されて電荷が蓄積さ
れ、端子電圧は緩やかに上昇する。次にSWbをON、
SWcをOFFにすると、圧電素子14に充電された電
荷はSWbを経て急速に放電され、端子電圧は急速に零
になる。SWcとSWbを交互に所定の周期でON/O
FF制御することで、圧電素子14に緩やかな立上り部
と急速な立下り部を持つ駆動パルスを供給することがで
きる。
説明する。圧電素子14に緩やかな立上り部と急速な立
下り部を持つ駆動パルスを供給するときは、CPU31
の制御によりSWaとSWdをOFF状態に維持する。
この状態でSWcをON、SWbをOFFにすると、圧
電素子14には電源Vから一定電流がSWc、定電流回
路41を経て流れて緩やかに充電されて電荷が蓄積さ
れ、端子電圧は緩やかに上昇する。次にSWbをON、
SWcをOFFにすると、圧電素子14に充電された電
荷はSWbを経て急速に放電され、端子電圧は急速に零
になる。SWcとSWbを交互に所定の周期でON/O
FF制御することで、圧電素子14に緩やかな立上り部
と急速な立下り部を持つ駆動パルスを供給することがで
きる。
【0042】圧電素子14に急速な立上り部と緩やかな
立下り部を持つ駆動パルスを供給するときは、CPU3
1の制御によりSWcとSWbをOFF状態に維持す
る。この状態でSWaをON、SWdをOFFにする
と、圧電素子14には電源Vから電流がSWaを経て流
れて急速に充電され電荷が蓄積され、端子電圧は急速に
上昇する。次にSWdをON、SWaをOFFにする
と、圧電素子14に充電された電荷はSWd、定電流回
路42を経て緩やかに放電され、端子電圧は緩やかに零
になる。SWaとSWdを交互に所定の周期でON/O
FF制御することで、圧電素子14に急速な立上り部と
緩やかな立下り部を持つ駆動パルスを供給することがで
きる。
立下り部を持つ駆動パルスを供給するときは、CPU3
1の制御によりSWcとSWbをOFF状態に維持す
る。この状態でSWaをON、SWdをOFFにする
と、圧電素子14には電源Vから電流がSWaを経て流
れて急速に充電され電荷が蓄積され、端子電圧は急速に
上昇する。次にSWdをON、SWaをOFFにする
と、圧電素子14に充電された電荷はSWd、定電流回
路42を経て緩やかに放電され、端子電圧は緩やかに零
になる。SWaとSWdを交互に所定の周期でON/O
FF制御することで、圧電素子14に急速な立上り部と
緩やかな立下り部を持つ駆動パルスを供給することがで
きる。
【0043】次に、低速駆動のための微動回路としての
動作を説明する。圧電素子14に所定の伸び変位を与え
るときは、CPU31の制御によりSWa、SWb、S
WdをOFF状態に維持する。この状態でSWcをON
にすると、圧電素子14には電源Vから電流がSWc、
定電流回路41を経て緩やかに充電され電荷が蓄積さ
れ、伸び変位が発生する。所望の伸び量になつたときS
WcをOFFにすれば電荷が残留するので発生した伸び
変位が維持される。充電電荷を放電させるにはSWbを
ONにすればよい。
動作を説明する。圧電素子14に所定の伸び変位を与え
るときは、CPU31の制御によりSWa、SWb、S
WdをOFF状態に維持する。この状態でSWcをON
にすると、圧電素子14には電源Vから電流がSWc、
定電流回路41を経て緩やかに充電され電荷が蓄積さ
れ、伸び変位が発生する。所望の伸び量になつたときS
WcをOFFにすれば電荷が残留するので発生した伸び
変位が維持される。充電電荷を放電させるにはSWbを
ONにすればよい。
【0044】圧電素子14に所定の縮み変位を与えると
きは、CPU31の制御によりSWb、SWc、SWd
をOFF状態に維持し、SWaをONとして、図4に示
す電圧−変位量曲線のp点まで圧電素子14に充電して
一旦伸び変位を与える。次に、SWaをOFF、SWd
をONとして圧電素子14の充電電荷を緩やかに放電さ
せることで縮み変位が発生する。所望の縮み量になつた
ときSWdをOFFにすれば発生した縮み変位が維持さ
れる。
きは、CPU31の制御によりSWb、SWc、SWd
をOFF状態に維持し、SWaをONとして、図4に示
す電圧−変位量曲線のp点まで圧電素子14に充電して
一旦伸び変位を与える。次に、SWaをOFF、SWd
をONとして圧電素子14の充電電荷を緩やかに放電さ
せることで縮み変位が発生する。所望の縮み量になつた
ときSWdをOFFにすれば発生した縮み変位が維持さ
れる。
【0045】次に、この発明の第2の実施の形態を説明
する。先に説明した第1の実施の形態では、環境温度の
変化による駆動装置の熱膨張による試料台の位置の変化
を補正するのに、予め実験により温度の変化に対するス
ライダブロツクの変位量を測定し、温度変化に対する変
位量を温度補正デ−タとしてROM33に格納してい
る。
する。先に説明した第1の実施の形態では、環境温度の
変化による駆動装置の熱膨張による試料台の位置の変化
を補正するのに、予め実験により温度の変化に対するス
ライダブロツクの変位量を測定し、温度変化に対する変
位量を温度補正デ−タとしてROM33に格納してい
る。
【0046】駆動装置の熱膨張による試料台の位置の変
化の割合は、スライダブロツクが駆動軸上のどの位置に
あるかにより変動する。即ち、スライダブロツクが駆動
軸上で圧電素子に近い側にあるときは駆動軸の熱膨張に
よる伸び量が小さいから試料台の位置の変化も小さい
が、スライダブロツクが駆動軸上で圧電素子よりも遠い
位置になるほど駆動軸の熱膨張による伸び量が大きくな
るから、試料台の位置の変化も大きくなる。
化の割合は、スライダブロツクが駆動軸上のどの位置に
あるかにより変動する。即ち、スライダブロツクが駆動
軸上で圧電素子に近い側にあるときは駆動軸の熱膨張に
よる伸び量が小さいから試料台の位置の変化も小さい
が、スライダブロツクが駆動軸上で圧電素子よりも遠い
位置になるほど駆動軸の熱膨張による伸び量が大きくな
るから、試料台の位置の変化も大きくなる。
【0047】前記した第1の実施の形態では、スライダ
ブロツクが駆動軸の略中央部分に設定され、位置が大き
く変動しない場合に有効であるが、スライダブロツクが
駆動軸上を圧電素子に近い側から先端部までの広い範囲
のいずれかに設定される場合には、温度の変化に対する
変位量を単一の温度補正デ−タとしてまとめたのでは誤
差が大きくなる。以下説明する第2の実施の形態は、こ
の点を改良したものである。
ブロツクが駆動軸の略中央部分に設定され、位置が大き
く変動しない場合に有効であるが、スライダブロツクが
駆動軸上を圧電素子に近い側から先端部までの広い範囲
のいずれかに設定される場合には、温度の変化に対する
変位量を単一の温度補正デ−タとしてまとめたのでは誤
差が大きくなる。以下説明する第2の実施の形態は、こ
の点を改良したものである。
【0048】図9は温度の変化に対するスライダブロツ
クの位置のずれの関係を示す図で、線(a)はスライダ
ブロツクが駆動軸上の圧電素子に近い側にある場合、線
(b)はスライダブロツクが駆動軸上の略中央部分にあ
る場合、線(c)はスライダブロツクが駆動軸上の圧電
素子から最も遠い側にある場合を示す。
クの位置のずれの関係を示す図で、線(a)はスライダ
ブロツクが駆動軸上の圧電素子に近い側にある場合、線
(b)はスライダブロツクが駆動軸上の略中央部分にあ
る場合、線(c)はスライダブロツクが駆動軸上の圧電
素子から最も遠い側にある場合を示す。
【0049】そこで、スライダブロツクが駆動軸上の圧
電素子に近い側にある場合、駆動軸上の略中央部分にあ
る場合、及び駆動軸上の圧電素子から最も遠い側にある
場合の3つの場合について、それぞれ予め実験により温
度の変化に対するスライダブロツクの変位量を測定し、
温度変化に対する変位量を温度補正デ−タとしてROM
33に格納しておくものとする。
電素子に近い側にある場合、駆動軸上の略中央部分にあ
る場合、及び駆動軸上の圧電素子から最も遠い側にある
場合の3つの場合について、それぞれ予め実験により温
度の変化に対するスライダブロツクの変位量を測定し、
温度変化に対する変位量を温度補正デ−タとしてROM
33に格納しておくものとする。
【0050】図7は第2の実施の形態の電子顕微鏡の試
料台の駆動装置の構成を示す断面図で、図1に示したも
のとの相違点は、スライダブロツク18のフレ−ム11
に対する位置を検出する位置検出センサ29を設けた点
にあり、その他は図1に示したものと変わらないので、
同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
料台の駆動装置の構成を示す断面図で、図1に示したも
のとの相違点は、スライダブロツク18のフレ−ム11
に対する位置を検出する位置検出センサ29を設けた点
にあり、その他は図1に示したものと変わらないので、
同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
【0051】位置検出センサ29は、公知の位置検出セ
ンサであり、例えば、ここでは一定間隔でNSの磁極を
着磁した着磁ロツド29aを駆動軸15に平行に配置
し、スライダブロツク18には着磁ロツドに接近してN
Sの磁極の変化を検出する磁気抵抗素子29b配置した
MRセンサを位置検出センサ29として使用する。な
お、スライダブロツク18の位置の検出には精密な位置
の検出を行う必要がないので、MRセンサ以外の簡単な
構成のセンサでもよい。
ンサであり、例えば、ここでは一定間隔でNSの磁極を
着磁した着磁ロツド29aを駆動軸15に平行に配置
し、スライダブロツク18には着磁ロツドに接近してN
Sの磁極の変化を検出する磁気抵抗素子29b配置した
MRセンサを位置検出センサ29として使用する。な
お、スライダブロツク18の位置の検出には精密な位置
の検出を行う必要がないので、MRセンサ以外の簡単な
構成のセンサでもよい。
【0052】図8は、第2の実施の形態における駆動制
御部の回路構成を示すブロツク回路図である。図3に示
した駆動制御部との相違点は、位置検出センサ29の検
出信号をCPU31に入力する点、及び温度補正デ−タ
を格納したROM33の内容が異なる点にあり、その他
の点は変わらないので、同一部分に同一符号を付して説
明を省略する。
御部の回路構成を示すブロツク回路図である。図3に示
した駆動制御部との相違点は、位置検出センサ29の検
出信号をCPU31に入力する点、及び温度補正デ−タ
を格納したROM33の内容が異なる点にあり、その他
の点は変わらないので、同一部分に同一符号を付して説
明を省略する。
【0053】駆動制御部の制御動作は、スライダブロツ
クの位置に応じて温度変化に対するスライダブロツクの
位置の補正量を変更する点が、図3に示した駆動制御部
の制御動作と相違し、その他の点は変わらないので、以
下、相違点についてのみ説明する。スライダブロツク1
8の位置が位置検出センサ29により検出され、その検
出信号はCPU31に入力される。CPU31では入力
された検出信号に基づいてスライダブロツクの位置を判
定し、ROM33に格納されているスライダブロツクの
位置に対応した温度変化に対する変位量を温度補正デ−
タを読み出し、その温度変化量に対応するスライダブロ
ツクの変位量を算出する。
クの位置に応じて温度変化に対するスライダブロツクの
位置の補正量を変更する点が、図3に示した駆動制御部
の制御動作と相違し、その他の点は変わらないので、以
下、相違点についてのみ説明する。スライダブロツク1
8の位置が位置検出センサ29により検出され、その検
出信号はCPU31に入力される。CPU31では入力
された検出信号に基づいてスライダブロツクの位置を判
定し、ROM33に格納されているスライダブロツクの
位置に対応した温度変化に対する変位量を温度補正デ−
タを読み出し、その温度変化量に対応するスライダブロ
ツクの変位量を算出する。
【0054】算出された変位量は、温度変化に基づく位
置の補正をするための移動距離であるから、ROM32
に格納された位置調整デ−タを参照して移動距離に応じ
た圧電素子の積層数を決定し、スイツチング素子SW1
乃至SW3を適宜選択して、圧電素子の第1ブロツク1
4a乃至第3ブロツク14cのいずれか1つ、2つ又は
全部を微動回路35に接続して作動させ、環境温度の変
化によるライダブロツク18の位置の変化を補正する方
向にスライダブロツクを移動させる。これにより、スラ
イダブロツクが駆動軸上のどの位置にあつても、環境温
度の変化によつるスライダブロツクの位置のずれを適切
に補正することができる。
置の補正をするための移動距離であるから、ROM32
に格納された位置調整デ−タを参照して移動距離に応じ
た圧電素子の積層数を決定し、スイツチング素子SW1
乃至SW3を適宜選択して、圧電素子の第1ブロツク1
4a乃至第3ブロツク14cのいずれか1つ、2つ又は
全部を微動回路35に接続して作動させ、環境温度の変
化によるライダブロツク18の位置の変化を補正する方
向にスライダブロツクを移動させる。これにより、スラ
イダブロツクが駆動軸上のどの位置にあつても、環境温
度の変化によつるスライダブロツクの位置のずれを適切
に補正することができる。
【0055】以上説明したこの発明の実施の態様では、
電気機械変換素子を使用した駆動装置を電子顕微鏡の試
料台の駆動に適用した例で説明したが、この電気機械変
換素子を使用した駆動装置は、電子顕微鏡の試料台の駆
動への適用に限られるものではなく、その他一般の装置
の駆動機構において、環境温度の変化により発生する駆
動系の熱膨脹によつて生ずる移動部材の位置のずれを補
正する必要がある場合に適用できることは言うまでもな
い。
電気機械変換素子を使用した駆動装置を電子顕微鏡の試
料台の駆動に適用した例で説明したが、この電気機械変
換素子を使用した駆動装置は、電子顕微鏡の試料台の駆
動への適用に限られるものではなく、その他一般の装置
の駆動機構において、環境温度の変化により発生する駆
動系の熱膨脹によつて生ずる移動部材の位置のずれを補
正する必要がある場合に適用できることは言うまでもな
い。
【0056】また、以上説明したこの発明の実施の態様
では、環境温度の変化により発生する位置のずれの補正
に適用した例で説明したが、環境温度の変化ばかりでな
く、湿度、気圧、電界、磁界、その他の位置のずれの原
因となる環境状態の変化に基づく位置のずれの補正を行
う補正手段に適用することができることは言うまでもな
い。
では、環境温度の変化により発生する位置のずれの補正
に適用した例で説明したが、環境温度の変化ばかりでな
く、湿度、気圧、電界、磁界、その他の位置のずれの原
因となる環境状態の変化に基づく位置のずれの補正を行
う補正手段に適用することができることは言うまでもな
い。
【0057】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明は、電気
機械変換素子を使用した駆動装置おいて、温度、湿度そ
の他の環境状態の変化による駆動系の変位によつて生ず
る移動部材の位置のずれを補正するように構成した駆動
装置であるから、環境温度その他の環境状態を変化させ
つつ対象物の状態の変化を観察する装置のための駆動装
置や、環境状態の変化により測定結果が影響を受ける装
置のための駆動装置などに適した電気機械変換素子を使
用した駆動装置を提供することができる。
機械変換素子を使用した駆動装置おいて、温度、湿度そ
の他の環境状態の変化による駆動系の変位によつて生ず
る移動部材の位置のずれを補正するように構成した駆動
装置であるから、環境温度その他の環境状態を変化させ
つつ対象物の状態の変化を観察する装置のための駆動装
置や、環境状態の変化により測定結果が影響を受ける装
置のための駆動装置などに適した電気機械変換素子を使
用した駆動装置を提供することができる。
【図1】この発明を適用した電子顕微鏡試料台の駆動装
置の構成を示す断面図。
置の構成を示す断面図。
【図2】図1に示す駆動装置の摩擦結合部分の拡大断面
図。
図。
【図3】駆動制御部の回路構成を示すブロツク回路図。
【図4】圧電素子への印加電圧と伸び変位、縮み変位の
関係を示す図。
関係を示す図。
【図5】温度変化と駆動系の熱膨張による変位の関係を
示す図(その1)。
示す図(その1)。
【図6】粗動回路および微動回路の一例を示すブロツク
回路図。
回路図。
【図7】電子顕微鏡試料台の駆動装置の構成の第2の実
施の形態を示す断面図。
施の形態を示す断面図。
【図8】駆動制御部の回路構成の第2の実施の形態を示
すブロツク回路図。
すブロツク回路図。
【図9】温度変化と駆動系の熱膨張による変位の関係を
示す図(その2)。
示す図(その2)。
11 フレ−ム 12 箱体 14 圧電素子 15 駆動軸 18 スライダブロツク 19 パツド 20 板ばね 22 試料台 25 駆動制御部 26 エアコンデショナ− 28 温度センサ 31 CPU 32 ROM 33 ROM 34 粗動回路 35 微動回路 36 スイツチング回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 龍一 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 岡本 泰弘 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内
Claims (8)
- 【請求項1】 電気機械変換素子と、 前記電気機械変換素子に固着結合され該電気機械変換素
子と共に変位する駆動部材と、 前記駆動部材に摩擦結合した移動部材と、 前記電気機械変換素子に伸縮変位を与える駆動信号発生
手段と、 駆動制御手段とを備え、前記駆動信号発生手段により電
気機械変換素子に伸縮変位を発生させることにより駆動
部材を駆動し、該駆動部材に摩擦結合した移動部材を所
定方向に移動させる電気機械変換素子を使用した駆動装
置において、 環境状態を測定する状態センサと、 状態の変化に基づく変位により発生する駆動系の位置の
ずれの補正量を格納した補正量記憶手段を備え、 前記駆動制御手段は、前記状態センサで検出された環境
状態の変化量に基づいて前記補正量記憶手段に格納され
ている補正量を求め、該補正量に応じて駆動信号発生手
段を制御して移動部材の環境状態の変化に基づく位置の
誤差を補正することを特徴とする電気機械変換素子を使
用した駆動装置。 - 【請求項2】 前記駆動信号発生手段は、駆動パルスを
出力する粗動回路と所定の直流電圧を出力する微動回路
とから構成されることを特徴とする請求項1記載の電気
機械変換素子を使用した駆動装置。 - 【請求項3】 前記微動回路は正方向に所定のバイアス
が付与された直流電圧を出力する微動回路であることを
特徴とする請求項2記載の電気機械変換素子を使用した
駆動装置。 - 【請求項4】 前記環境状態は環境温度であり、前記環
境状態を測定する状態センサは温度センサであることを
特徴とする請求項1記載の電気機械変換素子を使用した
駆動装置。 - 【請求項5】 電気機械変換素子と、 前記電気機械変換素子に固着結合され該電気機械変換素
子と共に変位する駆動部材と、 前記駆動部材に摩擦結合した移動部材と、 前記電気機械変換素子に伸縮変位を与える駆動信号発生
手段と、 駆動制御手段とを備え、前記駆動信号発生手段により電
気機械変換素子に伸縮変位を発生させることにより駆動
部材を駆動し、該駆動部材に摩擦結合した移動部材を所
定方向に移動させる電気機械変換素子を使用した駆動装
置において、 環境状態を測定する状態センサと、 移動部材の位置を検出する位置検出センサと、 状態の変化に基づく駆動系の変位により発生する移動部
材の位置のずれを駆動部材上の移動部材の位置に応じて
設定した複数種類の補正量を格納した補正量記憶手段を
備え、 前記駆動制御手段は、前記状態センサで検出された環境
状態の変化量と、駆動部材上の移動部材の位置に基づい
て、前記補正量記憶手段に格納されている補正量を求
め、該補正量に応じて駆動信号発生手段を制御して移動
部材の環境状態の変化に基づく位置の誤差を補正するこ
とを特徴とする電気機械変換素子を使用した駆動装置。 - 【請求項6】 前記駆動信号発生手段は、駆動パルスを
出力する粗動回路と所定の直流電圧を出力する微動回路
とから構成されることを特徴とする請求項4記載の電気
機械変換素子を使用した駆動装置。 - 【請求項7】 前記微動回路は正方向に所定のバイアス
が付与された直流電圧を出力する微動回路であることを
特徴とする請求項5記載の電気機械変換素子を使用した
駆動装置。 - 【請求項8】 前記環境状態は環境温度であり、前記環
境状態を測定する状態センサは温度センサであることを
特徴とする請求項5記載の電気機械変換素子を使用した
駆動装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9110121A JPH10290589A (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | 電気機械変換素子を使用した駆動装置 |
US09/059,147 US6147434A (en) | 1997-04-14 | 1998-04-13 | Drive device using electromechanical transducer and apparatus equipped with the device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9110121A JPH10290589A (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | 電気機械変換素子を使用した駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10290589A true JPH10290589A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=14527574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9110121A Pending JPH10290589A (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | 電気機械変換素子を使用した駆動装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6147434A (ja) |
JP (1) | JPH10290589A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2008253078A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Nikon Corp | 電気機械変換素子,振動アクチュエータ,振動アクチュエータの駆動装置,レンズ鏡筒及びカメラ |
JP2008263716A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Konica Minolta Opto Inc | 駆動装置 |
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-
1997
- 1997-04-14 JP JP9110121A patent/JPH10290589A/ja active Pending
-
1998
- 1998-04-13 US US09/059,147 patent/US6147434A/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
US6147434A (en) | 2000-11-14 |
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